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근수 한
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1 Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society Vol. 17, No. 8 pp , ISSN / eissn 저온발효에의한청주의이화학적특성연구 심유미, 이상현, 정철 * 서울벤처대학원대학교융합산업학과 Physiochemical Characteristics of Cheongju by Low Temperature Fermentation Yoo-Mee Shim, Sang-Hyeon Lee, Chul Cheong * Dept. of Convergence Industry, Seoul Venture University 요약본연구는청주의저온발효제조시멥쌀과찹쌀등원료에따른이화학적특성비교와누룩투입비율에따른발효및청주품질특성을연구하는데목적이있다. 멥쌀과찹쌀청주의발효온도를 10 C, 18 C, 25 C 로달리하여 30-50일간발효시킨청주의발효특성비교에서, 멥쌀과찹쌀청주모두발효온도가낮을수록발효시 ph가낮았고최종술덧의 ph는발효온도에따른차이가없이각각동일하였으며, 같은온도에서는찹쌀보다멥쌀술덧의 ph가낮았다. 총산은발효온도가낮을수록적게생성되었으며멥쌀보다찹쌀로제조된술덧에서많이생성되었다. 멥쌀술덧의유기산은 18 C에서가장적게생성되었고찹쌀술덧은저온발효일수록적게생성되었다. 10 C 저온에서발효속도는늦었으나최종술덧의알코올농도가가장높게나타났으며, 멥쌀보다찹쌀을이용한술덧의알코올발효가빨랐고최종알코올농도도높았다. 발효온도 10 C에서누룩투입비율을달리한연구에서는 ph는누룩투입비율이낮을수록낮았으며멥쌀보다찹쌀이다소높았다. 누룩투입비율이낮을수록발효초반가용성고형분 ( Brix) 이낮게나타났으며알코올생성속도가늦었고최종알코올농도도낮았다. 또한누룩투입비율이낮을수록구연산, 젖산은적게사과산호박산, 초산은많이생성되었고, ethyl acetate는적게생성되었다. 저온발효시찹쌀술덧이멥쌀보다알코올생성속도도빨랐고최종알코올농도도높았다. Abstract This study was conducted to investigate the physiochemical characteristics of Cheongju prepared using different types of rice (rice and glutinous rice) according to addition rate of Nuruk during low temperature fermentation. The characteristics of Cheongju prepared using three different temperatures (10 C, 18 C, 25 C) were compared. After fermentation for days, the ph of mash prepared at lower temperature was lower, as was that of mash made from rice relative to that prepared using glutinous rice. The total acidity was formed at lower temperature and generated in mashing prepared by glutinous rice. The organic acid content of mash made from rice at 18 C was lowest, while that of mash prepared from glutinous rice was lowest at 10 C. The fermentation speed was lowest at 10 C; however, low temperature fermentation resulted in the highest alcohol content. The mash prepared from glutinous rice showed faster fermentation than that made from rice. In addition, the ph was lower when lower levels of Nuruk were added and higher in mash made from glutinous rice than that prepared from rice. The lower addition rate of Nuruk also showed a lower sugar content and final alcohol content. The levels of citric acid and lactic acid were higher, while those of succinic acid, acetic acid, and ethyl acetate were lower when lower levels of Nuruk were added. The mash prepared from glutinous rice showed a higher alcohol content than that made from rice. Keywords : Cheongju, Fermentation temperature, Mashing, Nuruk, Rice and glutinous rice 본성과물은농촌진흥청연구사업 ( 한국형청주제조에적합한양조공정확립, PJ ) 의지원에의해이루어진것임. * Corresponding Author : Chul Cheong(Seoul Venture Univ.) Tel: chulcheong@hotmail.com Received July 26, 2016 Accepted August 11, 2016 Revised (1st August 4, 2016, 2nd August 8, 2016) Published August 31,

2 저온발효에의한청주의이화학적특성연구 1. 서론한국의전통주인탁주와청주는주원료로쌀을사용하고있으며, 쌀의주성분은전분질로곡립의내부에주로조성되어있다. 일반적인식미증진을위한 10분도백미의경우전분질이약 80% 를차지하며약11-14% 의수분, 5-7% 의단백질과 % 의지질및무기질로구성되어도정을많이할수록단백질과지질및무기질구성이감소하고전분질이증가함을보인다 [1]. 원료속의단백질은아미노대사에의해술덧의아미노산도및효모의세포구성및기능에큰영향을미치고주류의착색및향기형성등주류의품질에큰영향을미치는데지나치면잡미성분의생성등주질을악화시키므로적절한수준을유지해야하며도정을통해이를조절한다. 일본의전통주인사케는쌀의도정도를높이는등쌀의외피에주로집중되어있는단백질함량을줄임으로써아미노산대사를억제하는방법을주로사용해오고있다 [2,3]. 또한쌀의종류및품종에따라구성성분의조성이달라탁주나청주등의주류품질 ( 이하주질 ) 에영향을미친다 [4]. 찹쌀의전분은아밀로펙틴 (amylopectin) 만으로구성되어있고, 멥쌀의전분은아밀로스 (amylose) 20~25% 와아밀로펙틴 75~80% 로구성되어있어아밀로스와아밀로펙틴함량차이에따라수분흡수율, 흡수속도, 증자조건등이달라지므로주질의특성에영향을미칠수있다. 쌀의주성분인전분질은바로발효에이용될수없고발효에필요한당화과정이필요하며누룩이그역할을하고있다. 누룩의종류에따라서그누룩이갖고있는다양한미생물에의해발효특성이달라지므로누룩은술의맛, 향및색상등의품질특성에큰영향을미치는것으로보고되어있다 [5,6]. 재래식누룩은다양한곰팡이, 효모, 세균이존재하여미생물상이매우복잡하고통제가어려워주류품질의균일화의어려움과당화력이부족한단점이있지만 [7,8], 다양한미생물들에의한주질의다양성을가지는장점이있다 [9]. 발효시당화력이부족하면발효또는산패의원인이되고퓨젤유 (fusel oil) 등숙취성분이늘어난다. 또한술덧의발효기간과향기, 산미등은발효온도와밀접한관계가있다. 고온에서발효시키면온도가상승함에따라고두밥용해, 포도당생성, 알코올발효속도가빨라발효기간을단축할수있지만생성된향과알코올이빨리휘발하며주질이거칠고단순한술이되기쉽다. 저온에서는효모스트레스가적고고급알코올등부산물이적게생성되며유해세균이번식하기어렵고알코올이많이휘발되지않아최종알코올함량도높고향기도덜손실된다고알려져있는데탁주, 약주등의전통주에서는이에대한연구가매우미흡한실정이다. 발효온도에따른탁주, 청주에대한연구는김등 [10] 의발효온도가진양주의품질에미치는영향연구, 이등 [11] 의청주의품질특성에미치는효모와누룩첨가량의영향에대한연구등이있었으나멥쌀과찹쌀의단독사용에의한연구였으며, 동일조건하에서멥쌀과찹쌀청주의발효특성에대한비교연구는거의없었고저온발효에의한발효특성에대한연구는전무하였다. 또한저온발효시발효기간의증가에따른누룩사용량에대한연구는찾기힘들었다. 따라서본연구에서는전통주인탁주, 약주의품질개선과한국고유의청주개발을위한기초연구로써멥쌀과찹쌀의원료조성성분의차이에서오는발효특성과저온발효에서의누룩의사용량에대한발효특성연구를통해, 저온발효에의한청주의품질특성을파악하고자하였다. 2. 재료및방법 2.1 재료본실험에사용한원료미는비교적양조용으로적합하다고알려진단일품종멥쌀과찹쌀을사용하였다 [1]. 멥쌀은흥해맑은삼광쌀 ( 품종 : 삼광쌀 ) 을구입하여사용하였으며, 찹쌀은해들원찹쌀 ( 품종 : 동진찰 ) 을구입하여사용하였다. 발효제는개량누룩 ( 한국효소주식회사. 1,500 SP/g) 을사용하였고, 효모는탁 청주제조용건조효모 (( 주 ) 충무발효 ) 를사용하였다. 2.2 청주제조청주는통상적인청주제조기법 [18] 을기반으로밑술제조, 1차덧술, 2차덧술의 3단계방법으로제조를하였으며원료는총원료대비 5%, 20%, 75% 로나누어사용하였다. 쌀은 3시간이상물에침지후물을뺀다음증기로찐후냉각하여고두밥을만든후사용하였다. 밑술은젖산을투입하여 ph 3.5를만든후 20 에서 3일간발효시켰고, 1차덧술후 2일간, 2차덧술후발효가완료될때까지발효시켰다. 발효온도를 10, 18,

3 한국산학기술학회논문지제 17 권제 8 호, 2016 로달리하여누룩은원료쌀의 2%, 양조용수는원료대비 130% 를사용하여멥쌀및찹쌀청주를제조하였고, 또한발효온도 10 에서누룩의투입비율을원료대비 1%, 1.5%, 2%, 2.5% 로달리한멥쌀및찹쌀청주를제조하였다. 2.3 일반성분분석발효과정중발효각단계에서술덧을채취하여일반성분분석을하였다. ph는 ph meter(orion 720A, Thermo orion, Beverly, MA, USA) 를사용하여측정하였으며, 산도는여과액 10 ml를취하고 0.1 N NaOH 용액으로 ph 8.2까지적정하여소비된 NaOH의양을 ml로나타내었다. 알코올함량은 100 ml를취하여증류를한후에주정계를사용하여그표시도를읽어 Gay-Lussac표로서 15 로보정하여알코올함량을 %(v/v) 농도로나타내었다. 비중은채취한시료를 100 ml 메스실린더에채우고 15 에서비중계 ( 표준비중계, No. 6, Hanascale, Seoul, Korea) 로측정하였다. 가용성고형분함량 ( Brix) 은굴절당도계 (ABBE, Atago, Tokyo, Japan) 를이용하여측정하였다. 2.4 향기성분분석발효도중생성되는 methyl alcohol, acetaldehyde, fusel oil 등주류의향기성분을구성하는저비점발효부산물은국세청기술연구소주류분석규정 [17] 에따라청주 100 ml에증류수 30 ml를넣고 heating mantle에서가열하여메스실린더에증류액 95 ml를취하고, 증류수를넣어전량을 100 ml로정용한후가스크로마토그래프 (Agilent Technologies, Fort Worth, Texas, USA) 를이용하여분석하였다. 2.5 유기산분석유기산은청주 10 g에 75% ethyl alcohol 150 ml를넣고 1시간동안환류냉각추출 (85 ) 한후여과, 감압농축하여증류수를첨가하여 100 ml로보정한후 0.45 μm멤브레인필터 (MFS, USA) 로여과하였고, 술덧과발효주는원심분리후 0.45 μm멤브레인필터로여과한다음 ion chromatograph(metrohm, Bleiche West, Switzerland) 로분석하였다. 2.6 통계처리분석결과는 mean±sd로표시하였으며, SPSS 프로그 램 (Version 10.0, SPSS, Chicago II, USA) 을이용하여분산분석 (ANOVA) 후유의차가있는항목에대하여는 Duncan's multiple range test로 p<0.05 수준에서시료간의유의차를검정하였다. 3. 결과및고찰 3.1 발효온도별청주발효특성 술덧발효특성발효온도를달리한멥쌀과찹쌀청주의최종술덧의이화학적특성은 Fig. 1과같다. 멥쌀청주술덧의가용성고형분함량 ( Brix) 의변화는발효온도가높을수록 1단담금직후와 2단담금직후에 Brix가높았으며, 주발효가끝난후에는발효온도 10 C 시료 (R10), 18 C 시료 (R18) 는 Brix를유지하는데반해발효온도 25 C 시료 (R25) 는그보다훨씬높은 Brix를유지하며발효종반으로갈수록점점높아져 15.9 Brix를나타내었다. 이는찹쌀청주술덧의 Brix 변화에서보듯이 25 C 시료 (G25) 도유사하였는데이같은결과는발효온도가낮을수록 Brix가낮았다는이등 [11] 의연구결과와같았다. 찹쌀청주술덧에서는발효온도 18 C 시료 (G18), 25 C 시료 (G25) 의경우멥쌀청주술덧에서처럼유사한형태를나타낸반면발효온도 10 C 시료 (G10) 는 1단담금직후부터주발효가끝날때까지높은 Brix를나타내었다. 이는멥쌀청주술덧의형태와매우다른데찹쌀과멥쌀의성상구조가달라저온에서멥쌀보다찹쌀의당화과정이쉽게일어난반면효모의활성도가낮아당의생성보다발효에소모된당의양이적었기때문이라판단된다. 멥쌀과찹쌀청주모두알코올은온도가낮을수록천천히생성되고완만하고지속적인발효를하였고, 10 C 발효최종술덧의알코올함량이 R10은 19.1%(v/v), G10 은 20.0%(v/v) 로다른발효온도시료보다높게나타났다. 이는발효온도가낮을수록알코올함량이낮게나온김등 [10] 의연구결과와상반된결과인데기존의연구가발효기간을짧게잡았기때문이라여겨진다. 발효온도가 25 C인 R25와 G25는알코올함량이 16.6 %(v/v), 16.8%(v/v) 로다른시료에비해현저히낮게나타났다. 이같은결과는이등 [11] 의연구결과와같았으며이는고온에서의당화가빠른반면효모의빠른알코올발효 494

저온발효에의한청주의이화학적특성연구 [Rice Cheongju] [Glutinous rice Cheongju] Fig. 1. Fermentation characteristics of Cheongju by temperature conditions. 와함께효모피로도가증가하고활성도빨리잃어알코올발효가일찍종료되었기때문이라판단된다.

4 저온발효에의한청주의이화학적특성연구 [Rice Cheongju] [Glutinous rice Cheongju] Fig. 1. Fermentation characteristics of Cheongju by temperature conditions. 와함께효모피로도가증가하고활성도빨리잃어알코올발효가일찍종료되었기때문이라판단된다. 발효기간은발효온도 25 C에서는약 20-25일이소요되었으며 18 C에서는약 30-35일, 10 C에서는약 50일이상소요되어저온발효에서발효기간이훨씬긴것을알수있다. 발효온도를달리한멥쌀과찹쌀청주의총산은 Fig.2 와같다. 총산은발효온도가높을수록높은값을나타내어이등 [11] 의결과와같았고, 모든발효온도구간에서멥쌀보다찹쌀이약간높게나타났는데박등 [12] 의결과와는달랐다. Fig. 2. Total acidity of Cheongju by fermentation temperature conditions. 멥쌀과찹쌀청주모두담금직후 ph가높아졌으나발효가진행됨에따라주발효기간에는약간낮아져서최저 ph 3.9가되었고후발효기간동안점차높아져최종 ph는 으로나타나김등 [13] 의결과와유사하였다. 발효온도 10 C인 R10, G10 시료의 ph는다른온도에비해지속적으로낮게나타나유해세균으로부터안전한발효에도움이되는것으로보인다. 멥쌀보다찹쌀청주시료가다소높게나타났으나모든시료가정상발효범주안으로나타났다 유기산분석발효온도를달리한청주술덧의유기산성분은 Table 1과같다. 주류에함유되어있는유기산은맛에큰영향을주는데젖산 (lactic acid), 호박산 (succinic acid), 구연산 (citric acid), 사과산 (malic acid), 초산 (acetic acid) 의순서대로많이생성되었고, 멥쌀은 18 C에서찹쌀은 10 C 발효에서전반적인유기산생성이적었다. 유기산중젖산생성이가장많았는데밑술제조시첨가한젖산의영향이크며발효중효모에의해서도많이생성된다. 젖산다음으로감칠맛 (umami) 이특징인호박 495

5 한국산학기술학회논문지제 17 권제 8 호, 2016 Table 1. The Organic acid of Cheongju by temperature conditions. (mg/l) Mashing type Organic acid R10 R18 R25 G10 G18 G25 Citric acid 231.4±12.3 a 228.1±13.5 a 291.5±6.9 b 236.4±12.1 a 307.7±11.5 b 325.6±9.8 c Tartaric acid ND 1) 12.6± ±1.1 ND ND ND Malic acid 150.6±10.5 a 107.7±4.8 b 325.8±16.8 c 115.3±2.9 b 258.9±17.0 c 245.6±6.7 c Succinic acid 665.4±23.0 a 156.1±10.9 b 437.5±4.8 c 542.3±4.9 d 461.5±21.4 c 345.8±10.2 c Lactic acid 2,656.6±20.4 a 1,959.3±17.3 b 2,611.1±23.9 a 2,165.1±24.0 c 2,658.7±33.1 a 2,671.5±18.9 a Acetic acid 102.4±12.5 a 52.2±6.7 b 208.6±12.5 c 103.2±6.9 a 131.8±12.5 b 187.9±9.8 c R10, R18, R25 : rice 10 C, 18 C, 25 C. G10, G18, G25 : Glutinous rice 10 C, 18 C, 25 C. 1)Not detected. Values with different letters were significantly different at p<0.05 by Duncan's multiple range test. Each value is expressed as Mean±SD(n=3). 산이많이생성되었는데이는임등 [14] 의결과와같았다. 호박산은저온발효시료인 R10, G10이다른시료보다높게나타났으며, 상쾌한신맛이특징인구연산과사과산은고온에서발효할수록많이생성됨으로나타나발효온도가유기산의조성에많은영향을미치고있음을알수있다. 또한호박산은멥쌀이찹쌀보다높게나타났고, 구연산은찹쌀이멥쌀보다높게나타났다. 술덧에함유된초산은미생물에의한산화로생성되며특히이상발효술덧에서많이생성된다. 초산등의저급지방산의함량이비정상적으로높으면야생효모나젖산균등의세균에오염되었을가능성이높고, 산패취나불쾌취의바람직하지않은향이유발된다. 본시료에서의초산생성량은고온발효시료 (R25, G25) 에서 mg/L로다른시료생성량 mg/L 보다다소높게나왔으나정상발효범주인것으로나타났다. 주석산 (tartaric acid) 는멥쌀청주고온발효에서소량생성되었으며찹쌀청주에서는생성되지않았다 휘발성향기성분분석발효온도를달리한멥쌀및찹쌀청주의휘발성향기성분은 Table 2와같다. 주류의향기성분에는독특한향미특성을나타내는저비점향기성분인고급알코올 (fusel oil) 류와, 유기산과다양한알코올류가반응하여생긴 ester류, 자극취를가지는알코올산화물인 aldehyde 화합물등이있으며발효중에효모에의해서생성되거나증류및숙성과정중에생성된다. 저비점휘발성분 alcohol류인 n-propanol, i-butanol, i-amyl alcohol 등의 fusel oil은술덧발효중효모의아미노산대사와관련되어생성되는데본실험에서 ppm으로나타나멥쌀과찹쌀청주모두에서휘발성향기성분중가장많 이검출되었으며, 좋지않은향기성분인 acetone과 diacetyl은검출되지않았다. n-propanol은자극적인미숙한향기와맵고쓴알코올향을나타내고 i-butanol은자극적인유취와더불어쓴알코올향이있으며 i-amyl alcohol은약품냄새와약간의쓴알코올향및바나나향의달콤한향을가지고있다. 이등 [19], 김등 [13] 의결과에서처럼멥쌀과찹쌀청주모두 i-amyl alcohol의함량이가장높았고, 저온에서는 n-propanol이고온에서는 i-butanol의함량이두번째로높았다. A/P 비율 (i-amyl alcohol/n-propanol) 은고구마나감자등의껍질을포함하여제조하는증류주에높게나타나고쌀등도정한곡류를원료로사용하는증류주에는낮게나타나며, A/B 비율 (i-amyl alcohol/i-butanol) 은누룩의사용비율이적거나급수량이낮을때높게나타나고 B/P 비율 (i-butanol/n-propanol) 는증류식소주가위스키및브랜디에비해낮게나타난다 [15]. 발효온도를달리한본시료에서는발효온도가낮을수록 A/P 비율과 B/P 비율은낮고 A/B 비율은높았다. 동일발효온도하에서는멥쌀보다찹쌀이 A/P 비율과 B/P 비율은낮고 A/B 비율은높았다. Ester는주질에있어중요한방향성분으로 ethyl acetate가양적으로가장많이검출되었다. Ethyl acetate 는술덧에있는저급지방산이효모의작용에의해에스테르화되어생성되며특유의과일향을나타내어품질에중요한영향을미치는데술덧에과잉포함되어있으면향기의조화가깨진다 [6]. 본시료에서는 ppm 으로분별역치 (25ppm) 이상인것으로나타났다. 또한 R10 시료를제외하고발효온도가낮을수록수치가높았으며멥쌀보다찹쌀이약간높게나타나저온발효와찹쌀원료가 ethyl acetate 형성을더많이하는것으로나타 496

6 저온발효에의한청주의이화학적특성연구 Table 2. Volatile compounds of Cheongju by temperature conditions. (mg/l) Volatile compounds Mashing Type R10 R18 R25 G10 G18 G25 Aldehyde 35.4±1.3 a 32.6±1.5 a 39.9±1.4 a 36.7±1.1 a 51.4±1.6 b 48.5±2.1 b Acetone ND 1) ND ND ND ND ND Ethyl acetate 41.7±2.1 a 56.1±1.7 b 35.4±1.3 c 64.1±0.9 a 57.2±2.1 b 44.4±3.1 c Methanol 11.4±0.1 a 12.6±1.1 a 11.6±1.2 a 13.6±2.1 a 13.2±1.4 a 13.6±1.0 a Diacetyl ND ND ND ND ND ND n-propanol 242.3±4.1 a 209.8±5.8 b 149.0±6.1 c 241.2±5.9 a 182.4±7.1 b 144.1±5.1 c i-butanol 162.0±5.5 a 272.2±7.9 b 243.0±8.8 c 190.7±4.9 a 267.8±11.0 b 269.9±6.8 b n-butanol 4.3±0.9 a 16.7±1.1 b 7.0±0.3 c 4.0±0.5 a 8.7±1.1 b 9.2±0.3 b i-amyl alcohol 325.2±6.5 a 426.2±8.7 b 357.7±9.4 a 380.0±10.0 a 413.0±8.2 b 371.8±7.3 a n-amyl alcohol ND ND ND ND ND ND Fusel oil 2) 733.8±12.1 a 924.9±9.0 b 756.6±21.1 a 816.0±7.9 a 871.9±11.9 b 795.0±10.2 c A/P 3) 1.34±0.3 a 2.03±0.2 b 2.40±0.1 c 1.58±0.03 a 2.26±0.04 b 2.58±0.04 c A/B 4) 2.01±0.01 a 1.57±0.01 b 1.47±0.3 c 1.99±0.01 a 1.54±0.02 b 1.38±0.02 c B/P 5) 0.67±0.01 a 1.30±0.00 b 1.63±0.05 c 0.79±0.01 a 1.47±0.01 b 1.87±0.01 b R10, R18, R25 : rice 10 C, 18 C, 25 C. G10, G18, G25 : Glutinous rice 10 C, 18 C, 25 C. 1) Not detected. 2) Fusel oil(sum of n-propanol, i-butanol, n-butanol, i-amyl alcohol, n-amyl alcohol). 3) i-amyl alcohol/n-propanol. 4) i-amyl alcohol/i-butanol, 5) i-butanol/ n-propanol. Values with different letters were significantly different at p<0.05 by Duncan's multiple range test. Each value is expressed as Mean±SD(n=3). 났다. Methanol은원료의껍질에존재하는펙틴 (pectin) 에서유래하며효모의발효와는관계가없다 [15]. 본시료에서는찹쌀청주멥쌀청주보다다소높게나타났다. Aldehyde는술덧중효모의알코올발효대사과정에서생성되는카르보닐화합물로써원료, 원료처리방법, 누룩, 효모, 술덧의미생물이관여하는경우가많다. 미생물에의한카르보닐화합물에는 acetaldehyde, acetoin, aceton, diacetyl 등이있으며청주 ( 청주 ) 제조공정에있어 acetaldehyde 함량은덧담금후 16일전후에최대함유량이되고이후감소된다. 본시료에서는 acetone과 diacetyl은검출되지않았으며 aldehyde는 ppm 으로적정수준으로나타났다 [15] 관능평가발효온도에따른멥쌀과찹쌀청주의관능을비교평가하기위해발효가완료되어청징한청주에대해전통 주종사자 15인을대상으로외관 (appearance), 맛 (taste), 향 (flavour), 종합적기호도 (overall preference) 항목으로나누어매우좋다 (5점), 약간좋다 (4점), 보통이다 (3점), 약간싫다 (2점), 매우싫다 (1점) 로평가하는 5점척도법을이용하여관능평가를실시하였으며그결과는 Table 3과같다. 관능평가결과 R25, G25 시료가외관, 맛, 향, 종합적기호도에서모두높은점수를받았다. 이는 R25, G25가다른시료에비해 Brix가높고단맛이강했는데맛과향, 그리고종합적기호도에큰영향을미쳐천등 [16] 의결과에서처럼단맛이소비자기호도에중요한요소인것으로판단된다. 저온발효시료인 R10, G10는음미시비교적향이깔끔하고길게지속되었지만 R25, G25에비해상대적으로단맛이부족하여좋은점수를얻지못하고편차가크게나타나저온발효의특성이크게드러나지않았다. 이는동일누룩과효모, 동일급수량을사용하여비슷한향을나타냈고점수에는큰영향을미치지 Table 3. Sensory evaluation of Cheongju by temperature conditions. Sensory attribute Mashing Type R10 R18 R25 G10 G18 G25 Appearance 4.3±0.6 a 4.2±0.5 a 4.3±0.4 a 4.0±0.5 a 4.1±0.4 a 4.2±0.3 a Taste 2.8±0.6 a 2.9±0.6 a 3.7±0.4 b 2.6±0.6 a 2.9±0.5 b 3.2±0.6 b Flavour 3.1±0.7 a 2.8±0.5 b 3.4±0.5 c 2.9±0.6 a 2.7±0.4 b 3.1±0.6 c Overall preference 2.9±0.7 a 2.9±0.4 a 3.5±0.4 b 2.7±0.7 a 2.7±0.4 a 3.1±0.5 b Total 12.7±0.6 a 12.8±0.5 a 14.9±0.4 b 12.2±0.6 a 12.4±0.4 a 13.6±0.5 b R10, R18, R25 : rice 10 C, 18 C, 25 C. G10, G18, G25 : Glutinous rice 10 C, 18 C, 25 C. Values with different letters were significantly different at p<0.05 by Duncan's multiple range test. Each value is expressed as Mean±SD(n=3). 497

한국산학기술학회논문지제 17 권제 8 호, 2016 [Rice Cheongju] Fig. 3. Fermentation characteristics of Cheongju by Nuruk amounts. [Glutinous rice Cheongju] 못하고단맛에대한선호도가점수에큰영향을미친것으로판단된다.

반면찹쌀청주술덧에서는모든시료가 1단담금직후부터주발효가끝날때까지높은 Brix를나타내어김등 [10] 의결과와유사하였는데멥쌀청주술덧의형태와매우달랐다. 이는찹쌀과멥쌀의성상구조가달라저온에서찹쌀의당화과정이쉽게일어난반면저온에서효모의활성도가낮았기때문이라판단된다.

7 한국산학기술학회논문지제 17 권제 8 호, 2016 [Rice Cheongju] Fig. 3. Fermentation characteristics of Cheongju by Nuruk amounts. [Glutinous rice Cheongju] 못하고단맛에대한선호도가점수에큰영향을미친것으로판단된다. 따라서급수량의조절에따라단맛의세밀한조절에따른추가적인관능평가연구의필요성이있는것으로판단된다. 3.2 누룩투입비율 술덧발효특성 10 C에서저온발효시누룩투입비율을달리한청주술덧의이화학적특성은 Fig. 3과같다. 저온발효시멥쌀청주술덧의 Brix 변화는 1단담금과 2단담금직후 Brix 가약간높아졌으나발효기간내내 Brix로낮은값을나타내었다. 반면찹쌀청주술덧에서는모든시료가 1단담금직후부터주발효가끝날때까지높은 Brix를나타내어김등 [10] 의결과와유사하였는데멥쌀청주술덧의형태와매우달랐다. 이는찹쌀과멥쌀의성상구조가달라저온에서찹쌀의당화과정이쉽게일어난반면저온에서효모의활성도가낮았기때문이라판단된다. 알코올은멥쌀과찹쌀청주모두누룩투입비율이높을수록더빨리생성되었고최종알코올함량도높았으며 누룩투입비율이가장높은 Rd와 Gd 시료가 19.3%, 20.0% 로가장높아이등 [11] 의결과와같았다. 또한모든누룩투입비율구간에서멥쌀청주보다찹쌀청주의최종알코올함량이높았다. 누룩투입비율이원료대비 1% 로현저히적은 Ra, Ga 시료는당화및발효가다른시료에비해현저히떨어져술지게미와앙금이많이발생하여청주수율이낮은것으로나타났다. 본실험의저온발효시상온과동일하게 2% 내외의누룩을사용한결과, 발효기간은길었지만충분한발효가일어났다. Fig. 4. Total acidity of Cheongju by nuruk amounts. 10 C에서저온발효시누룩투입비율을달리한멥쌀과 498

8 저온발효에의한청주의이화학적특성연구 Table 4. Organic acid of Cheongju by Nuruk amounts. (mg/l) Organic acid Mashing type Ra Rb Rc Rd Ga Gb Gc Gd Citric acid 152.1±4.5 a 181.8±5.9 b 231.4±9.9 c 251.2±6.9 d 134.5±11.2 a 182.3±12.5 b 236.4±6.7 c 265.8±7.2 d Tartaric acid ND 1) ND ND ND ND ND ND ND Malic acid 168.8±5.9 a 160.8±11.0 a 150.6±10.7 b 132.4±7.9 c 187.8±7.5 a 162.7±11.7 b 115.3±8.9 c 88.2±5.4 d Succinic acid 960.9±12.3 a 764.5±20.0 b 665.4±4.9 c 545.0±9.9 d 908.9±9.8 a 651.6±9.9 b 542.3±9.2 c 517.2±5.2 d Lactic acid 1,928±32.3 a 2,146±29.8 b 2,656±22.9 c 2,402±5.7 d 1,726±3.6 a 1,914±8.7 b 2,165±6.7 c 2,076±24.5 d Acetic acid 292.9±10.9 a 132.6±12.1 b 102.4±6.8 c 103.1±7.1 d 131.6±3.4 a 120.1±5.6 b 103.2±8.3 c 126.6±4.8 ab Ra, Rb, Rc, Rd : nuruk 1%,1.5%, 2%, 2.5%. Ga, Gb, Gc, Gd : nuruk 1%, 1.5%, 2%, 2.5%. 1) Not detected. Values with different letters were significantly different at p<0.05 by Duncan's multiple range test. Each value is expressed as Mean±SD(n=3). 찹쌀청주의총산은 Fig. 4와같다. 멥쌀청주의경우누룩 2.5% 를사용한 Rd 시료의총산이 0.3% 로가장적게나타났으나찹쌀청주는누룩 1% 를사용한 Ga 시료가 0.3% 로가장적게나타났다. 누룩 1.5% 를사용한 Rb, Gb 시료와누룩 2% 를사용한 Rc, Gc 는별차이가없었다. 멥쌀과찹쌀청주모두담금직후 ph가높아졌으나발효가진행됨에따라약간낮아져멥쌀청주는 3.6, 찹쌀청주는 3.8로최저가되었고, 이후발효가완료되는시점까지점차높아져최종 ph는 로나타나김등 [13] 의결과와유사하였다. 발효기간중에 ph는누룩투입비율이높을수록다소높았으며멥쌀과찹쌀청주모두유사하게나타났다 유기산분석 10 C에서저온발효시누룩투입비율을달리한청주술덧의유기산성분은 Table 4와같다. 저온발효시유기 산은고온에서와마찬가지로젖산, 호박산, 구연산, 사과산, 초산의순서대로많이생성되었고, 주석산은모든시료에서생성되지않았다. 유기산중젖산생성이가장많았는데밑술제조시첨가한젖산의영향이크며발효중효모에의해서도많이생성된다. 젖산다음으로호박산이많이생성되었는데이는임등 [14] 의결과와같았다. 누룩투입량이많을수록젖산, 구연산이많이생성되었고호박산, 사과산, 초산은적게생성되었다 휘발성향기성분분석 10 C에서저온발효시누룩투입비율을달리한멥쌀및찹쌀청주의휘발성향기성분은 Table 5와같다. 저비점휘발성분 alcohol류인 n-propanol, i-butanol, i-amyl alcohol 등의 fusel oil은술덧발효중효모의아미노산대사와관련되어생성되는데본실험에서는 ppm으로나타나멥쌀과찹쌀청주모두에서휘발성향기성분 Table 5. Volatile compounds of Cheongju by Nuruk amounts (mg/l) Volatile Mashing Type compounds Ra Rb Rc Rd Ga Gb Gc Gd Aldehyde 35.2±1.2 a 35.9±1.1 a 35.4±6.7 a 35.2±4.5 a 36.8±1.2 a 35.6±2.1 a 36.7±1.2 a 39.1±1.1 b Acetone ND 1) ND ND ND ND ND ND ND Ethyl acetate 35.2±1.3 a 55.8±1.5 b 41.7±3.4 c 56.4±3.4 b 52.6±4.3 a 64.5±4.4 b 64.1±3.3 b 79.3±3.3 c Methanol 12.2±0.9 a 12.3±0.9 a 11.4±0.9 a 12.0±1.1 a 12.7±1.1 a 13.7±1.1 a 13.6±1.1 a 13.7±1.1 a Diacetyl ND ND ND ND ND ND ND ND n-propanol 234.1±1.0 a 274.8±6.7 b 242.3±8.8 a 243.2±9.9 a 226.9±5.6 a 249.6±5.5 b 241.2±3.2 b 245.3±2.6 b i-butanol 207.5±12 a 200.2±9.9 a 162.0±5.6 b 192.4±11 b 191.3±7.7 a 186.5±6.6 a 190.7±4.4 a 182.8±7.7 a n-butanol 8.1±0.9 a 7.5±0.9 a 4.3±0.8 b ND 6.8±1.2 a 5.5±1.1 b 4.0±0.3 c ND i-amyl alcohol 331.3±9.9 a 371.1±7.7 b 325.2±3.4 a 379.8±21 c 389.3±8.8 a 396.7±6.6 a 380.0±6.6 a 354.0±3.4 b n-amyl alcohol ND ND ND ND ND ND ND ND Fusel oil 2) 781.0±9.9 a 853.6±9.9 b 732.8±8.8 c 815.4±9.4 d 814.3±7.6 a 838.3±9.1 b 815.9±6.8 a 782.1±8.8 c A/P 3) 1.4±0.1 a 1.4±0.1 a 1.3±0.2 a 1.6±1.1 b 1.7±0.1 a 1.6±0.1 a 1.6±0.1 a 1.4±0.1 b A/B 4) 1.6±0.1 a 1.9±0.2 b 2.0±0.1 b 2.0±0.2 b 2.0±0.2 a 2.1±0.2 a 2.0±0.2 a 1.9±0.2 a B/P 5) 0.9±0.0 a 0.7±0.0 b 0.7±0.0 b 0.8±0.0 ab 0.8±0.0 a 0.8±0.1 a 0.8±0.0 a 0.8±0.0 a Ra, Rb, Rc, Rd : nuruk 1%,1.5%, 2%, 2.5%. Ga, Gb, Gc, Gd : nuruk 1%, 1.5%, 2%, 2.5%. 1) Not detected. 2) Fusel oil(sum of n-propanol, i-butanol, n-butanol, i-amyl alcohol, n-amyl alcohol). 3) i-amyl alcohol/n-propanol. 4) i-amyl alcohol/i-butanol, 5) i-butanol/ n-propanol. Values with different letters were significantly different at p<0.05 by Duncan's multiple range test. Each value is expressed as Mean±SD(n=3). 499

9 한국산학기술학회논문지제 17 권제 8 호, 2016 중가장많이검출되었으며, 좋지않은향기성분인 acetone과 diacetyl은검출되지않았다. Fusel oil 중에서는멥쌀과찹쌀청주모두 i-amyl alcohol의함량이가장높았고, n-propanol, i-butanol 순으로함량이높아이등 [19] 의결과와같았다. 누룩투입비율이 1% 로당화력이현저히낮은 Ra, Ga를제외하면누룩투입량에따른 A/P, B/P, A/B 비율은각각 , , 로시료간의차이가크지않아누룩투입비율이고급알코올의생성에는큰영향을미치지않는것으로나타났다. Ethyl acetate는누룩투입비율이제일낮은멥쌀청주 Ra 시료가 35.2ppm으로제일낮았으며누룩비율이제일높은찹쌀청주 Gd 시료가 79.3ppm으로제일높게나타나누룩사용량에따라 ethyl acetate 형성에영향을미치는것으로나타났다. 또한누룩투입비율이동일한경우멥쌀보다찹쌀의 ethyl acetate 함량이약간높게나타나찹쌀청주가 ethyl acetate 형성을더많이하는것으로나타났다. Methanol은찹쌀청주가멥쌀청주보다다소높게나타났으며, aldehyde는시료간차이가크지않았고 acetone과 diacetyl은검출되지않았다. 4. 결론탁주및청주제조에있어담금기술의과학적이고체계적인정립을위해발효온도의특성, 멥쌀과찹쌀의특성, 저온발효시누룩투입량의비교특성등을파악하고자하였다. 발효온도를 10, 18, 25 로달리하여제조한멥쌀과찹쌀청주의품질특성연구에서는발효술덧의알코올은발효온도가낮을수록천천히생성되며완만하고지속적인발효를하였고, 멥쌀과찹쌀청주모두 10 C 발효술덧의최종알코올함량이제일높아저온발효시에더많은알코올발효를하는것을알수있었다. 25 C 발효술덧의경우고온발효에서효모스트레스로인한효모의활성이저하되어알코올함량이적고잔당이높게나타남을보였다. 발효온도가낮을수록 ph는낮게나타나유해세균으로부터안전한발효에도움이되는것으로나타났고총산은덜생성되었다. 또한발효온도가낮을수록 i-butanol은적게 n-propanol은많이생성되었고 ethyl acetate가많이검출되는것으로나타나저온발효에의해유기산및향기성분의조성에변화가있음을알수있었다. 멥쌀과찹쌀청주의비교특성에서는저온에 서멥쌀보다찹쌀이당화와알코올발효가잘일어나알코올함량이높았으며, 찹쌀청주에서더많은 ethyl acetate가생성된것으로나타나찹쌀청주가좀더우수한발효특성을나타내었다. 저온발효시누룩투입비율을달리하여제조한멥쌀과찹쌀청주의품질특성연구에서는누룩투입량이많을수록알코올은빨리생성되었고최종알코올함량도높았으며 Brix도높았다. 또한누룩투입량에따라유기산조성이달라졌으나향기성분에는큰영향이없는것으로나타났다. 누룩투입비율 1% 인시료는당화및발효가다른시료에비해현저히떨어졌으나누룩투입비율 2% 이상에서는발효기간은길지만상온에서와마찬가지로충분한발효가일어났다. 이와같은결과로고온발효보다저온발효에서알코올발효가서서히진행되고효모의활동기간이길며최종알코올함량도높았으며, 유기산및향기성분등의조성에있어서도차별적인발효특성을갖는것으로나타났다. 또한멥쌀보다찹쌀이저온발효에서당화가더원활히일어나발효특성이우수한것으로보이며저온발효시누룩의투입량은상온시의누룩투입량과유사하게사용해도충분한발효가진행되는것으로나타났다. 이는향후멥쌀뿐아니라찹쌀의양조미로써의적극적인활용과저온발효의우수한발효특성을접목하여지속적인기술연구를할경우보다고품질의우수한주질의전통주를개발하는데도움이될수있으리라사료된다. References [1] H. R. Kim, Y. H. Kwon, J. H. Kim, B. H. Ahn. Quality Analysis of Diverse Rice Species for Rice Products, Korean J. Food Sci. Technol, vol. 43, no. 2, pp , DOI: [2] Y. Iemura, K. Kataoka, S. Hara, Effects of the Polishing Ratio of Rice on Nitrogen Content of Sake Mash, J. Brew. Soc. Japan, vol. 91, no. 2, pp , DOI: [3] Y. Anazawa, Y. Nabekura, K. Satoh, Y. Satoh, S. Ohno, et al, Polishing Properties of Sake Rice Koshtanrei for High-Quality Sake Brewing, Biosci. Biotechnol. Biochem, vol. 77, no. 10, pp , DOI: [4] Y. J. Lee, H. C. Yi, K. T. Hwang, The Qualities of Makgeolli (Korean Rice Wine) Made with Different Rice Cultivars, Milling Degrees of Rice, and Nuruks, J. Korean Soc. Food Sci. Nutr, vol. 41, no. 12, pp , DOI: 500

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<343420C1A4C3B62DC8BFB8F020C1BEB7F9BFCD20B9DFC8BFC1B6B0C7BFA120B5FBB8A52E687770>

<343420C1A4C3B62DC8BFB8F020C1BEB7F9BFCD20B9DFC8BFC1B6B0C7BFA120B5FBB8A52E687770> Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society Vol. 16, No. 5 pp. 3361-3369, 2015 http://dx.doi.org/10.5762/kais.2015.16.5.3361 ISSN 1975-4701 / eissn 2288-4688 효모종류와발효조건에따른머루첨가복분자주의품질특성